(57)【要約】【課題】  出力特性を変更することができるモータ装置、及び、発電可能回転数帯域を拡大することができる発電装置を提供すること。【解決手段】  複数のスロット１１を備えるとともに、前記スロット１１に一又は複数の導線１２の組が巻線されることにより構成されるものであって、一の導線１２の組の端点と他の導線１２の組の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置１３を備えていることを特徴としている。【選択図】  図１
2006141132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに一又は複数の導線の組が巻線されることにより構成されるモータ装置において、
一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
各導線組は、一本又は複数本の導線から構成されることを特徴とする請求項１記載のモータ装置。
【請求項３】
導線の組が複数であり、該複数組の導体は、並行に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ装置。
【請求項４】
切替装置は、全ての導線組に通電されるように切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ装置。
【請求項５】
複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線が巻線されることにより極が構成されるモータ装置において、
隣合う極を構成するためのスロットに巻線される各導線の束には、それぞれ引出線が接続されており、
一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴とするモータ装置。
【請求項６】
切替装置は、全ての導線束に通電されるように切り替えることを特徴とする請求項５記載のモータ装置。
【請求項７】
切替装置は、負荷の状況に応じて、直列又は並列を切り替えることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のモータ装置。
【請求項８】
車両に搭載されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のモータ装置。
【請求項９】
複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線組が巻線されることにより構成される発電装置において、
一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線が巻線されることにより極が構成される発電装置において、
隣合う極を構成するためのスロットに巻線される導線の束には、それぞれ引出線が接続されており、
一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力特性（本明細書中においては、回転数特性およびトルク特性の両方の意味とする。）を変更することができるモータ装置、並びに、発電可能回転数帯域を拡大することができる発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン（内燃機関）装置とモータ装置（電動機）とが併設された所謂「ハイブリッド型自動車」が広く普及している。また、モータ装置のみを有する「電気自動車」も市販されている。すなわち、近年においては、車両の駆動装置として、モータ装置が使用されるようになってきた。
【０００３】
ここで、車両の駆動装置は、発進時には高トルクが必要となるが、一端発進してしまえば登り坂等の特別な場合を除いて走行時には高速度が必要となる。しかしながら、従来技術のモータ装置９０は、図６に示すような巻線方式とされており、その出力特性は、一義に決まっている。このため、車両の駆動装置としてモータ装置９０を使用する場合、異なる出力特性のモータ装置９０を複数並列に配設して、発進時と走行時とで、モータ装置９０を切り替えることにより対応していた。または、モータ装置９０に機械的に駆動する可変減速機を設け、この可変減速機により減速比を切り替えて使用していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
すなわち、従来技術においては、異なる出力特性のモータ装置９０を複数配設しなければならないか、或いは、機械的に駆動する可変減速機をモータ装置９０に接続しなければならないという不具合があった。ひいては、その分、広い設置スペースが必要であるし、車両のコストも上昇してしまうという不具合があった。また、いずれの場合も、モータ装置９０を常時、高効率の出力特性の帯域（バンド）で使用することができないという不具合があった。
【０００５】
勿論、かかる不具合は、車両の駆動装置として使用されるモータ装置特有の不具合のみならず、広範囲（異なる）の出力特性を要するモータ装置全般の不具合であった。
【０００６】
他方、発電装置（発電機）において説明すると、従来技術の発電装置においては、発電可能な回転数帯域が狭い範囲に制限されていたという不具合があった。例えば、自動二輪車（車両の一種）には、発電装置が設けられているが、発進直後時や減速時における低速域においては、発電可能回転数帯域とならず、発電しなかったのである。
【０００７】
そこで、案出されたのが本発明であって、本発明は、出力特性を変更することができるモータ装置、及び、発電可能回転数帯域を拡大することができる発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の発明のうち、独立形式の請求項である請求項１記載のモータ装置は、複数のスロット（溝部及び隣合う溝部間の鉄心部の両概念を含む。本明細書中及び特許請求の範囲において同じ。）を備えるとともに、前記スロットに一又は複数の導線の組が巻線されることにより構成されるものであって、一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、他の独立形式の請求項である請求項５記載のモータ装置は、複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線が巻線されることにより極が構成されるものであって、隣合う極を構成するためのスロットに巻線される各導線の束には、それぞれ引出線が接続されており、一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴としている。
【００１０】
従属形式の請求項に記載のモータ装置は、請求項１又は５の何れか一方に記載のモータ装置の構成要件を具備している。
【００１１】
そして、上述の構成要件を具備する特許請求の範囲に記載のモータ装置によれば、切替装置により、一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続が直列、若しくは並列に切り替えられ、又は、一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続が直列、又は並列に切り替えられる。
【００１２】
他方、特許請求の範囲に記載の発明のうち、独立形式の請求項である請求項９記載の発電装置は、複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線組が巻線されることにより構成されるものであって、一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴としている。
【００１３】
更に、他の独立形式の請求項である請求項１０記載の発電装置は、複数のスロットを備えるとともに、前記スロットに導線が巻線されることにより極が構成されるものであって、隣合う極を構成するためのスロットに巻線される導線の束には、それぞれ引出線が接続されており、一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続を直列、又は並列に切り替える切替装置を備えていることを特徴としている。
【００１４】
そして、請求項９又は１０に記載の発電装置によれば、切替装置により、一の導線の組の端点と他の導線の組の端点との接続が直列、若しくは並列に切り替えられ、又は、一の引出線の端点と他の引出線の端点との接続が直列、又は並列に切り替えられる。
【発明の効果】
【００１５】
特許請求の範囲に記載のモータ装置によれば、出力特性を変更することができるという効果がある。
【００１６】
他方、特許請求の範囲に記載の発電装置によれば、発電可能回転数帯域を拡大することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態の例（実施例）について説明する。勿論、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。例えば、第１の実施例（以下、「実施例１」という。）は、スロット数が４８で、極数が４、且つ最大並列素線数が４である直流モータ装置について説明し、第２の実施例（以下、「実施例２」という。）は、最小巻数が１４で、且つ最大並列素線数が６である交流モータ、第３の実施例（以下、「実施例３」という。）は、スロット数が４８で、極数が４である直流モータについて説明しているが、何らこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１のモータ装置１０の巻線概略図である。図１に示すように、モータ装置１０は、複数個のスロット（換言すれば、スロット群）１１と複数組の導線（換言すれば、導線群）１２と、切替装置１３とを備えている。
【００１９】
スロット群１１は、同一の間隔を空けて配設されており、実施例１の場合は、４８個設けられている。なお、発明の理解を容易とするために、図１においては、一直線上に配設されるように図示されているが、実際には円状に配置されている。
【００２０】
導線群１２は、複数（実施例１の場合は、４本）のスロット群１１に巻線されており、これによって、電機子が構成される。この巻線方式について具体的に説明すると、一の極を構成するスロット１１ａから隣の極を構成するスロット１１ｂまでの間には、波状巻とされた波巻部１２１が構成されるとともに、その隣の極を構成するスロット１１ｂから更にその隣の極を構成するスロット１１ｃの間には、環状巻とされた環巻部１２２が構成されている。そして、この波巻部１２１と環巻部１２２とが交互に配設されている。このようにモータ装置１０においては、従来技術のモータ装置９０に比べて、導線群１２の巻線時間を短縮することができる。実施例１において、導線１２を区別するために、第１導線１２ａ、第２導線１２ｂ、第３導線１２ｃ、及び第４導線１２ｄとする。
【００２１】
切替装置１３は、第１導線１２ａの端部、第２導線１２ｂの端部、第３導線１２ｃの端部、及び第４導線１２ｄの端部の各導体線の端部の接続を直列接続としたり、又は並列接続とするものである。本実施例の場合には、（１）第１導線１２ａから第４導線１２ｄまでの全ての束（各束１本で構成）が直列接続となるように接続するか、（２）第１導線１２ａと第２導線１２ｂとを並列接続し、第３導線１２ｃと第４導線１２ｄとを並列接続し、更に第１導線１２ａ及び第２導線１２ｂの束（各束２本で構成）と第３導線１２ｃ及び第４導線１２ｄの束（各束２本で構成）とを直列接続するか、又は（３）第１導線１２ａから第４導線１２ｄまでの全ての束（各束１本で構成）の並列接続する方式が挙げられる。ここで、導線群１２が並列接続された場合には、流れる電流量が大きくなるので、出力トルクを大きくすることができる。他方、導線群１２が直接接続された場合には、巻数が大きくなるので、出力回転数を大きくすることができる。
【００２２】
ここで、モータ装置１０は、図示しない車両に駆動装置として搭載されており、切替装置１３は、負荷の状況に応じて直列接続または並列接続を切り替えるのである。具体的には、発進時においては、第１導線１２ａから第４導線１２ｄまでの全ての束を並列接続とし、走行時においては、速度が上昇するにつれて、直列接続に変更するのである。このように構成されているので、実施例１のモータ装置１０によれば、状況に応じて（負荷の具合に応じて）、出力特性を変更することが可能となる。すなわち、モータ装置１０を常時、高効率のバンドで運転させることができるのである。
【実施例２】
【００２３】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施例２のモータ装置２０について説明する。実施例２を説明するに当たり、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２４】
モータ装置２０は、交流モータ、より、具体的には、スター式三相誘導電動機である。そして、図３及び図４に示す導線群（複数組の導線）２１は、第１導線２１ａ、第２導線２１ｂ、第３導線２１ｃ、第４導線２１ｄ、第５導線２１ｅ、及び、第６導線２１ｆの６本の導線によって構成されており、図示しないスロットに巻線されることにより、Ｕ相を構成している。Ｖ相、Ｗ相についても同様であるので、詳細な説明を割愛する。
【００２５】
切替装置２２により、状況に応じて、各導線２１ａ，〜，２１ｆの端部の接続が切り替えられる。具体的には、発進時には、第１導線２１ａから第６導線２１ｆまでの全ての束（１本で一束）が並列接続とされ、以後段階的に接続が変更され、高速走行時には、第１導線２１ａから第６導線２１ｆまでがの全ての束（１本で一束）が直列接続とされる。
【実施例３】
【００２６】
次に、図５を参照して、本発明の実施例３のモータ装置３０について説明する。実施例３を説明するに当たり、実施例１と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００２７】
実施例３のモータ装置３０においては、一組の導線３１がスロット群１１に巻回されている。そして、隣合う極の間に巻線された導線束３１ａには、それぞれ引出線３２が接続されており、この引出線３２の端部の接続を切替装置３３により切り替えるのである。切替装置３３による引出線３２の切替えは、実施例１と同様であるので、その詳細な説明を割愛する。なお、図５中においては、導線３１が、一本で構成されている場合について示しているが、複数本により一組の導線３１が構成されるようにしても良い。
【００２８】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であり、本発明の技術的範囲には、これらの改良変形も含まれる。
【００２９】
更に、上記実施例によれば、モータ装置１０，２０，３０単体のみの説明をしたが、これを車両等に搭載する場合に、機械的に駆動する可変減速機とともに使用しても良い。これにより、出力特性が高効率となる帯域で運転されるモータ装置１０，２０，３０の出力を最大限、活用することが可能となる。
【００３０】
更に、上記実施例によれば、モータ装置１０において、導線群１２の巻線方法が波巻部１２１と環巻部１２２とによって構成されているが、波巻部１２１のみにより巻線されても良いし、環巻部１２２のみにより巻線されても良い。
【００３１】
更に、上記実施例は、最小ターン数が１の場合について説明したが、最小ターン数が複数であっても良い。
【００３２】
更に、上記実施例及び変形例の説明は本発明のうちモータ装置のみの説明であるが、発電装置の構成も導線の巻線方法は同じであるため、その詳細な説明を割愛する。そして、かかる構成とされた発電装置によれば、図示しない回転軸の回転数が低域であっても、切替装置により接続を切り替えることにより、発電することが可能となる。換言すれば、発電可能回転数帯域を低域に拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１のモータ装置の巻線概略図である。
【図２】実施例１のモータ装置の巻線の切替え状態を示す図である。
【図３】本発明の実施例２のモータ装置の巻線概略図である。
【図４】実施例２のモータ装置の巻線の切替え状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例３のモータ装置の巻線概略図である。
【図６】従来技術のモータ装置の巻線概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    モータ装置
１１    複数個のスロット（換言すれば、スロット群）
１１ａ  一の極を構成するスロット
１１ｂ  隣の極を構成するスロット
１１ｃ  更にその隣の極を構成するスロット
１２    複数束の導線（換言すれば、導線群）
１２１  波巻部
１２２  環巻部
１２ａ  第１導線
１２ｂ  第２導線
１２ｃ  第３導線
１２ｄ  第４導線
１３    切替装置
２０    モータ装置
２１    導線群
２１ａ  第１導線
２１ｂ  第２導線
２１ｃ  第３導線
２１ｄ  第４導線
２１ｅ  第５導線
２１ｆ  第６導線
２２    切替装置
３０    モータ装置
３１    導線
３１ａ  導線束
３２    引出線
３３    切替装置
【図１】
2006141132.tif 000003
【図２】
2006141132.tif 000004
【図３】
2006141132.tif 000005
【図４】
2006141132.tif 000006
【図５】
2006141132.tif 000007
【図６】
2006141132.tif 000008